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鋰電池種類都有哪些?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年12月21日  

因為社會的進步發展,人類所需要的能量越來越多,傳統的化石能源不僅不能再生,,過多的使用加劇了環境的惡化。雖然現在的能源結構基本構建在化石燃料的基礎之上,但人們也已了解到充分利用風能、太陽能等可再生能源的重要性。然而這些能源作用不連續,需要有能量貯存器,電池作為一種將電能以化學能形式儲存起來的的裝置是十分合適的。尤其是二次電池,在現代人的手機、手表乃至汽車里都有應用。電池在幾十年的發展中,性能在逐漸優化,這其中比能量高是人們不斷追求的目標。由于在所有的金屬中鋰比重很小(M=6.94g/mol)、電電勢低(標準電電勢-3.045V),它是能量密度大的金屬,鋰電池體系理論上能獲得大的能量密度,因此它順理成章地進入了研究者們的視野。有朋友問到小編,鋰電池種類都有哪些?,下面請看小編解答。


鋰電池的主要種類:


鋰電池又分為鋰一次電池(又稱鋰原電池)與鋰二次電池(鋰充電電池),與1912年由GilbertN.Lewis一次提出,將人們的視線引向了活潑金屬電池上。在鋰二次電池的基礎上,又發展起來鋰離子電池


Li-MnO2電池(鋰一次電池)Li-MnO2電池是鋰電池中應用較多的一種有機電解質電池,一般做成鈕扣型或圓柱形,開路電壓為3.5V,負荷電壓為2.8V,比能量可達200W·h/kg和500W·h/L,常溫下電池儲存壽命超過10年,且儲存和放電過程中無氣體放出,安全性能好。


(-)Li∣LiClO4,PC+DMG∣MnO2(+)


負反應:Li-e-→Li+


正反應:MnO2+Li++e-→MnOOLi


電池反應:Li+MnO2→MnOOLi


按照上述反應,Li-MnO2放電時負鋰生成Li+進入電解質溶液,正二氧化錳得電子還原成三價錳,同時,鋰離子進入二氧化錳晶格中形成MnO2(Li),即MnOOLi。這類電池主要用于低倍率放電。其能量比約為鉛酸蓄電池的5到7倍。電池儲存和放電過程中無氣體放出,自放電小,不會因活性物質分解引起電池內壓增大。中小容量的電池適合于小型電子計算機、照相機及小型通訊機的電源,大容量的電池適合于要求電池比能量高、使用時間長的場合,因此可作為特種領域的理想電源。


Li-SOCl2電池(鋰一次電池)


Li-SOCl2電池是一種研究較為成熟的有機電解質電池。其開路電壓高達3.6~3.7V,且電壓平穩、負荷電壓精度高,同時還有較高的比能量。表1中給出一些常用小型電池系列活性物質成本比較,可以看出,Li-SOCl2電池是常用電池中成本低的。


Li-SOCl2電池的電化學表達式為:(-)Li∣LiAlCl4-SOCl2∣C(+)


電解液是LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2即是電解質的溶劑,又是正活性物質。電池反應:


4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2


放電產物二氧化硫部分溶于SOCl2中,硫單質大量析出,沉積在正炭黑中,LiCl是不容物。


這種電池的負鋰與SOCl2接觸時會發生如下反應


8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2


由于產物LiCl形成致密的保護膜阻礙了反應的進行,又由于它還是固體電解質膜,允許離子通過,所以不妨礙鋰電的正常陽溶解。


但是SOCl2電池存在兩個突出問題,即“電壓滯后”和“安全問題”。電壓滯后是因為LiCl的產生,它以薄膜的形式覆蓋在鋰陽表面,雖然可以防止電池自放電,但導致了電壓滯后。另外,儲存時間越長,儲存溫度越高,膜就會越厚,滯后現象越明顯。


當SOCl2電池短路時,會引發Li和S的熱反應:


2Li+S→Li2S


Li2S在145度下又可與SOCl2發生劇烈反應,導致爆炸。


還有一種爆炸的原因是在正上沉積的鋰形成枝晶,造成短路。Li與S反應,或者SO2也可以在負發生反應,終生成Cl2O這種十分不穩定的爆炸性物質。


綜上所述,鋰電池有三元鋰電池磷酸鐵鋰電池,錳酸鐵鋰電池,鎳鈷鋰,鋰離子電池,聚合物鋰電池等等多個種類,不同類型的鋰電池應用在不同的領域。

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